LTE培训材料-3LTE物理层解析.doc

一、LTE物理层概述 ——为了支持灵活的应用，LTE支持6种不同的系统带宽：从1.4MHz到最大20MHz。 此系统带宽是指每个LTE载波占用的频谱资源，一般考虑邻频干扰以及滤波器的非理想特性，需要预留一定的保障带宽。 LTE RAN4根据定义了不同系统带宽可用的PRB数为6～100，如表所示。从物理层来看，为了保持与RAN4射频定义的独立性，仅从PRB的个数体现支持的带宽，根据频谱资源分配，物理层标准可以支持最大达110PRB的任意带宽。 如图给出了信道带和带宽内RB配置之间的关系示意图。 信道也称为射频载波，载波宽度等于信道带宽。 实际发射宽度是可配置的，最大发射带宽小于信道带宽，在其两边留有保护频率，用于发射信号功率滚降，从而可以在信道带宽边缘满足带外辐射限值的要求。 ——在蜂窝移动通信系统中，根据发送信号双工方式不同，可以分为TDD（Time Division Duplex）和FDD（Frequency Division Duplex）两种双工方式，其中，FDD双工方式可进一步分为全双工FDD（Full-Duplex FDD）和半双工FDD（HD-FDD，Half-Duplex FDD）。TDD双工方式采用非对称频谱（Unpaired Spectrum）资源配置，而FDD双工采用成对频谱（Paired Spectrum）资源配置 对于TDD双工方式的蜂窝系统，上下行传输信号在同一频带内，通过将信号调度到不同时间段，采用非连续方式发送，并设置一定的时间间隔方式以避免上下行信号间干扰。 FDD双工方式，其上下行传输信号在不同的频带内，采用连续发射方式发送信号，并在上下行信号间设置一定频带间隔方式以避免相互间干扰 在LTE中考虑支持半双工FDD方式，H-FDD是相对于现有的FDD（全双工FDD）而言的另一种双工方式。在半双工FDD中，基站仍然采用全双工FDD方式，终端的发送和接收信号虽然分别在不同的频带上传输，采用成对频谱，但其接收和发送信号不能够同时进行。 ——LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。 由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念。 目前LTE下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。 ——在物理层规范中，除非特殊说明，各种域的时域大小表示为时间单位的倍数，该时间单位定义为，那么一个无线子帧的长度可以表示为 LTE支持两种类型的无线帧结构：类型1，适用于FDD模式；类型2，适用于TDD模式 帧结构类型1适用于全双工和半双工FDD模式。一个长度为10ms的无线帧由10个长度为1ms的子帧构成； 每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙构成； 它沿用了UMTS系统一直都采用的10MS无线帧的长度，LTE在数据传输延时方面提出了更高的要求并且在调度方面要求更加灵活，小于5MS，所以要采用更加小的时隙传输间隔，以前的是5MS，但是太小了，大家想想会带来什么问题，是不是调度时需要的信令开销更大了，所以权衡下，最后就设计出了下面的FDD帧结构模型。在每一个0.5MS时隙结构中，有数据符号和CP组成，针对不同的CP，OFDM符号数也不同，用常规CP，每个时隙的符号数为7个，扩展CP每个时隙为6个，这样一种帧结构，每个控制信道应该是占用每个时隙中的几个字符，数量级要更加小一些，具体的分配在后面我们要讲到。 ——接下来看TDD，这个结构大家应该很面熟，与TD-SCDMA的帧结构有几分相似的地方，GP为保护时隙，不传输任何数据，防止上下行交叉干扰。自侦一和六传输特殊自帧，每一个子帧是14个符号，特殊自侦也一样，特殊子帧由三个部分组成，也就是三个部分加起来的符号数为14，那么这就存在一个组合问题，LTE可以根据传输环境不同而选择对应的特殊时隙配置方案。对于常规CP，一般有9中配置方案，扩展CP只有7种。一般UPPTS配置1到两个符号，比较固定，其他两个相对较灵活。这里给大家提个问题，GP的设置与我传输的远近有关系吗，肯定是有，GP长度越大，则意味传输 距离越远，是这个道理吧。大家还记不记得TDD有个非常强的优势，就是灵活分配上下行业务，因为有时隙转换点，当然我们LTE肯定也沿用了这个技术。我们一起来看看集中配置方案。 帧结构类型2适用于TDD模式。每一个无线帧由两个半帧构成，每一个半帧长度为5ms 每一个半帧又由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成。一个常规时隙的长度为0.5ms。DwPTS和UpPTS的长度是可配置的，并且要求DwPTS、GP以及Up